一种质量可调的高速碰撞头结构的制作方法

1.本实用新型涉及安全测试技术领域，特别涉及一种质量可调的高速碰撞头结构。


背景技术：

2.新能源行业如火如荼地发展，带来的是电池pack安全性评估要求愈发完善，其中部分国外主流车企更是对电池的高速碰撞提出明确地设计与测试要求，一方面，针对低压小型电池pack的高速碰撞，要求电池包承受的撞击力有明确要求(最大不超过200kn),这个量级的撞击力在高速情况下，要求碰撞头的质量往往只有几十千克，往往很难找到碰撞质量小、自身强度又高、控制精度也较好的碰撞头设备。
3.目前测试机构的高速碰撞设备主要分为两种，第一种是针对国外非标由测试机构自主研发的检测设备，自主研发的设备主要有两种，一种是自由落体式，一种是导轨式(本质上也是利用重力势能转化为动能)，不管是自由落体还是导轨式设备，实际测试过程中最大的问题就是控制精度不高，容易受过程中的摩擦力，风阻等因素影响，而且碰撞点位置不可控，试验可重复性差，实际试验过程中碰撞头一旦释放，碰撞头就不受系统控制，实际应用过程中对6m/s以下速度的碰撞有较为稳定的试验结果，一旦速度超过6m/s，尤其是达到10m/s以上的碰撞速度，会导致不可控因素概率和风险急剧上升，应用范围十分受限。
4.针对标准中的技术要求而专门研发的高速台车设备在车企测试验证中非常成熟，针对整车碰撞的高速台车可以实现精准速度控制和制动，但是台车本身质量往往都超过200kg，由于质量、系统强度和较高的速度要求之间相互制约，要想实现小质量高速碰撞，没办法制造出质量小，强度非常高的高速台车，市场上现有高速台车不能满足碰撞质量小于200kg的高速碰撞的现实要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种质量可调的高速碰撞头结构，不需对原有高速台车做任何改动，仅仅通过二级碰撞头，改变碰撞头类型就可实现不同应用场景、不同碰撞力大小要求的高速碰撞试验。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括支撑部，所述支撑部上滑动连接有直线滑轨部，所述直线滑轨部上可拆卸连接有碰撞头主体，所述碰撞头主体在惯性作用力下沿直线滑轨部向远离支撑部方向移动。
7.通过采用上述技术方案，通过支撑部将高速碰撞头固定在现有的高速台车上，碰撞头类型和重量可依据技术标准便捷调整，高速台车加速过程带着碰撞头主体一起加速，当快要抵达被测产品试样时，台车减速，而碰撞头主体由于本身的惯性，继续向前运动，二级碰撞头碰到被测物体就完成了高速碰撞。
8.本实用新型的进一步设置为：所述支撑部包括安装底板，垂直固定在安装底板上的立柱，所述立柱侧壁可拆卸连接有横梁，所述直线滑轨部与横梁远离立柱一端固定连接。
9.通过采用上述技术方案，安装底板主要用于安装碰撞头主体结构，同时与试验台
车通过底板通孔用螺栓进行连接，方便拆卸，底板上的安装孔可以采用孔阵列形式，以适应不同规格的台车；立柱与底板焊接或者其它形式的连接，对整个碰撞头主体起支撑架作用；横梁为碰撞头主体的支撑部件，横梁与立柱采用螺栓连接。
10.本实用新型的进一步设置为：所述直线滑轨部包括可拆卸连接在横梁上的滑轨支撑架，所述滑轨支撑架上设置有一个或多个滑轨座，所述滑轨座上滑动连接有滑杆，所述滑杆远离支撑部一端可拆卸连接有碰撞头主体。
11.通过采用上述技术方案，直线滑轨部包括滑轨座和滑动连接在滑轨座上的滑杆，碰撞头主体固定在滑杆上，在高速台车从高速状态突然停止时，滑杆和滑杆上的碰撞头主体在惯性作用下沿滑轨座向前移动。
12.本实用新型的进一步设置为：所述滑轨支撑架与横梁相接处设置有若干连接孔，所述连接孔内插接有固定螺栓一，若干所述连接孔呈矩形阵列或方形阵列或圆形阵列布置。
13.通过采用上述技术方案，横梁与滑轨支撑架之间的连接孔布置成不同的阵列可适应不同撞击角度方向，矩形阵列布置安装孔可实现固定角度撞击，正方形阵列可以实现竖直和水平方向的撞击，圆形安装孔则可实现不同方向的撞击。
14.本实用新型的进一步设置为：所述碰撞头主体包括碰撞头支架、可拆卸连接在碰撞头支架上的碰撞头，所述碰撞头为半圆柱形、圆球型或平板型中的一种。
15.通过采用上述技术方案，针对不同应用场景，也可便捷地更换碰撞头结构，可以实现不限于不同直径的半圆柱高速碰撞，平板高速碰撞，不同直径的圆球碰撞。
16.本实用新型的进一步设置为：所述碰撞头主体上可拆卸连接有配重块。
17.通过采用上述技术方案，根据不同碰撞力要求配置不同配置块数量，配重块与碰撞头主体之间采用沉头螺钉连接，便于拆装，方便装置反复利用。
18.本实用新型的进一步设置为：所述滑杆远离碰撞头主体一端设置有阻头，所述滑杆与碰撞头主体相接处设置有橡胶垫圈。
19.通过采用上述技术方案，滑杆阻头可避免滑杆脱离滑轨座，橡胶垫圈可防止高速碰撞过程中碰撞头反弹造成碰撞头主体与直线滑轨安装架发生刚性碰撞。
20.本实用新型的进一步设置为：所述立柱与横梁之间或横梁与滑轨支撑架之间可拆卸连接有转接头。
21.通过采用上述技术方案，在立柱和横梁或者横梁与滑轨支撑架之间设置转接头可调节水平x方向距离，适应不同水平距离的滑动，通过移动底板在高速台车上的安装位置，也可实现x方向或y方向两个自由度上的位置调节。
22.本实用新型的进一步设置为：所述立柱与安装底板之间固定连接有加强筋支架。
23.通过采用上述技术方案，加强筋支架，对立柱进行加强，防止高速碰撞瞬时大冲击力对结构进行损坏，对整体结构进行加强。
24.本实用新型的进一步设置为：所述横梁上螺纹连接有固定螺栓，所述立柱上沿竖直方向均匀设置有若干供固定螺栓二螺纹连接的安装孔。
25.通过采用上述技术方案，改变立柱与横梁的安装孔位置，可以在z方向实现碰撞头位置的调节。
26.本实用新型的有益效果是：
27.1.高速台车加速过程带着碰撞头主体一起加速，当快要抵达被测产品试样时，台车减速，而二级碰撞头由于本身的惯性，继续向前运动，碰撞头主体碰到被测物体就完成了高速碰撞。该方案既利用了现有成熟的高速碰撞台车高控制精度的特点，也很好地实现了较小碰撞力的要求(碰撞力＝碰撞质量x碰撞头加速度)，改变碰撞头质量就可以很便捷地调整碰撞力。
28.2.本发明所设计结构可适用于不同碰撞质量要求的高速碰撞场景，解决了高速碰撞设备不足的问题，尤其是小质量碰撞的试验场景，特别适用新能源行业12v，24v，48v等低压pack结构的高速碰撞测试。
29.3.本发明方案新颖，提出二级碰撞头概念，利用二级设备制动过程中的惯性来进行碰撞测试，方案新颖独特。
30.4.本碰撞结构适用范围广，基于双导杆结构只要改变碰撞头主体，就可以用于诸如圆柱头，球击，平板高速碰撞的测试场合，同时本结构方便调节配重块质量，以实现不同碰撞质量场景的高速碰撞。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是实施例1结构示意图。
33.图2是实施例1碰撞头主体与水平面垂直结构示意图。
34.图3是实施例1碰撞头主体与水平面平行结构示意图。
35.图4是实施例2结构示意图。
36.图5是实施例3结构示意图。
37.图中，1、支撑部；11、安装底板；12、立柱；13、加强筋支架；14、横梁；2、直线滑轨部；21、滑轨支撑架；22、滑轨座；23、滑杆；24、阻头；25、橡胶垫圈；3、碰撞头主体；31、碰撞头支架；32、碰撞头；33、配重块；4、转接头；5、连接孔。
具体实施方式
38.下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.实施例1：一种质量可调的高速碰撞头结构，如图1所示，包括支撑部1，支撑部1包括安装底板11，安装底板11通过螺栓固定连接在高速台车上，安装底板11上固定连接有立柱12，立柱12与安装底板11相垂直，与安装底板11相接处连接有若干加强筋支架13，增加立柱12的结构稳定性，立柱12的侧壁可拆卸连接有横梁14，横梁14与立柱12通过固定螺栓固定连接，立柱12侧壁沿竖直方向均匀设置有若干安装孔，横梁14可通过安装孔调节z轴竖直方向的位移。
40.如图1所示，横梁14远离立柱12一端可拆卸连接有直线滑轨部2，直线滑轨部2包括可拆卸连接在横梁14上的滑轨支撑架21，滑轨支撑架21上下对称设置有两个滑轨座22，滑轨座22上滑动连接有滑杆23，滑杆23远离立柱12一端可拆卸连接有碰撞头主体3，滑杆23带动碰撞头主体3沿滑轨座22移动，滑杆23另一端设置有阻头24，避免滑杆23脱离滑轨座22，滑杆23与碰撞头主体3相接处设置有橡胶垫圈25，避免滑杆23与碰撞头主体3刚性碰撞。
41.如图1～3所示，滑轨支撑架21与横梁14相接处设置有若干连接孔5，连接孔5内插接有固定螺栓，连接孔5呈正方形阵列布置，可实现竖直和水平方向的撞击。
42.如图1～3所示，碰撞头主体3包括碰撞头支架31，碰撞头支架31与滑杆23固定连接，碰撞头支架31上可拆卸连接有碰撞头32，碰撞头32为球型，碰撞头支架31上可拆卸连接有配重块33，可根据不同碰撞力要求配置不同配重块33数量，配重块33与碰撞头支架31之间通过沉头螺钉连接，便于拆装和反复利用。
43.实施例2：一种质量可调的高速碰撞头结构，如图3所示，与实施例1的不同之处在于立柱12与横梁14之间可拆卸连接有转接头4，可通过更换转接头4调节碰撞头主体3水平x方向的距离。滑轨支撑架21与横梁14相接处的连接孔5呈矩形阵列排列，碰撞头32为平板型。如图4所示，矩形阵列布置安装孔可实现固定角度撞击。
44.实施例3：一种质量可调的高速碰撞头结构，如图5所示，与实施例1的不同之处在于横梁14与滑轨支撑架21之间设置有转接头4，可通过更换转接头4调节碰撞头主体3水平x方向的距离。滑轨支撑架21与横梁14相接处的连接孔5呈圆形阵列布置，碰撞头32为半圆柱形，如图5所示，圆形阵列布置安装孔可实现不同方向的撞击。
45.一种质量可调的高速碰撞头结构工作原理：通过支撑部1将高速碰撞头32固定在现有的高速台车上，碰撞头32类型和重量可依据技术标准便捷调整，高速台车加速过程带着碰撞头主体3一起加速，当快要抵达被测产品试样时，台车减速，而碰撞头主体3由于本身的惯性，继续向前运动，碰撞头主体3碰到被测物体就完成了高速碰撞。